(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼ガスを溶射方向に噴射する溶射ノズルと、前記溶射ノズル内を流れる燃焼ガスに対して平均粒径１０μｍ以下の溶射材料を供給する溶射材料供給部とを有し、前記燃焼ガスによって前記溶射材料を被溶射材に溶射する溶射装置であって、
前記溶射材料供給部による前記溶射材料の供給位置を、前記溶射ノズルの先端の噴射口との間隔が３０ｍｍ以内の位置に設定したことを特徴とする高速ガス溶射装置。
【請求項２】
前記溶射材料供給部は、供給管であって、その先端が前記燃焼ガス内に突出しないように配置されることを特徴とする請求項１に記載の高速ガス溶射装置。
【請求項３】
前記溶射材料供給部の、前記溶射材料を前記燃焼ガスに対して供給する供給位置が、該供給位置から所定距離だけ供給方向上流側における位置よりも、前記溶射方向の前方側に位置することを特徴とする請求項１又は２に記載の高速ガス溶射装置。
【請求項４】
前記噴射口を包囲するように筒状に形成され、前記溶射装置から噴射された燃焼ガスお
よび溶射材料を包囲する筒状の気流を前記溶射方向に供給する筒状ガス供給孔を有するこ
とを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の高速ガス溶射装置。
【請求項５】
前記筒状ガス供給孔の外周壁は内周壁よりも前記溶射方向の前方に延出していることを
特徴とする請求項４に記載の高速ガス溶射装置。
【請求項６】
前記筒状ガス供給孔から供給する気体は、不活性ガスまたは空気であることを特徴とす
る請求項４又は５に記載の高速ガス溶射装置。
【請求項７】
前記燃焼ガスに対して不活性ガスを吹き込んで燃焼ガスの温度を調整する温度調整ガス供給部を備えることを特徴とする請求項１から６のうちいずれか一つに記載の高速ガス溶射装置。
【請求項８】
プラズマジェットを溶射方向に噴射する溶射ノズルと、前記溶射ノズル内を流れる前記プラズマジェットに対して平均粒径１０μｍ以下の溶射材料を供給する溶射材料供給部とを有し、前記プラズマジェットによって前記溶射材料を被溶射材に溶射するプラズマ溶射装置であって、
前記溶射材料供給部による前記溶射材料の供給位置を、前記溶射ノズルの先端の噴射口との間隔が３０ｍｍ以内の位置に設定したことを特徴とするプラズマ溶射装置。
【請求項９】
溶射ノズルから溶射方向に噴射される燃焼ガスによって平均粒径１０μｍ以下の溶射材料を被溶射材に溶射する高速ガス溶射装置の、前記溶射ノズルの先端に取り付けられる噴射口部材であって、
前記溶射ノズルの内径と同等以上の内径を有し、前記溶射ノズルと連通して前記溶射ノズルから供給される前記燃焼ガスを前記溶射方向に噴射する噴射口と、前記噴射口内を流れる前記燃焼ガスに対して前記溶射材料を供給する溶射材料供給部とを有し、
前記溶射材料供給部による前記溶射材料の供給位置を、前記噴射口との間隔が３０ｍｍ以内の位置に設定したことを特徴とする噴射口部材。
【請求項１０】
溶射ノズルから溶射方向に噴射されるプラズマジェットによって平均粒径１０μｍ以下の溶射材料を被溶射材に溶射するプラズマ溶射装置の、前記溶射ノズルの先端に取り付けられる噴射口部材であって、
前記溶射ノズルの内径と同等以上の内径を有し、前記溶射ノズルと連通して前記溶射ノズルから供給される前記プラズマジェットを前記溶射方向に噴射する噴射口と、前記噴射口内を流れる前記プラズマジェットに対して前記溶射材料を供給する溶射材料供給部とを有し、
前記溶射材料供給部による前記溶射材料の供給位置を、前記噴射口との間隔が３０ｍｍ以内の位置に設定したことを特徴とする噴射口部材。
【請求項１１】
請求項９に記載の噴射口部材を取り付けたことを特徴とする高速ガス溶射装置。
【請求項１２】
請求項１０に記載の噴射口部材を取り付けたことを特徴とするプラズマ溶射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被溶射材に対して溶射材料を溶射する溶射装置に係り、溶射材料の溶射装置内部への付着を防ぐことのできる溶射材料を供給する供給部および燃焼ガスが噴射される溶射装置の先端部分の構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、耐摩耗性や耐食性などに優れる緻密な溶射皮膜を得るために、高速ガス溶射機やプラズマガス溶射機が使用されている。
【０００３】
例えば、米国特許５，２７１，９６５号公報には高速ガス溶射機の一例が記載されている。この特許に基づいて市販されている高速ガス溶射機を図１に示す。この高速ガス溶射機は大きく分けて、後端に配置された燃焼室尾栓１と、その溶射方向前方の燃焼室２と、燃焼室２に連結される溶射ノズル５から構成されている。
【０００４】
燃料室尾栓１には、灯油又はケロシンなどの燃料を溶射方向前方に高速で供給する燃料供給孔７と、酸素ガスを溶射方向前方に高速で供給する酸素供給孔８が配置されている。
【０００５】
燃焼室尾栓１が取り付けられる燃焼室２は、円筒状に形成されており、溶射ノズル５との連結部分には、直径が小さく絞られた後徐々に広がっていく形状のラバル型ノズル３が形成されている。
【０００６】
燃焼室２とラバル型ノズル３を介して連結される溶射ノズル５は、内径が約１１ｍｍで１０ｃｍから２０ｃｍ程度の長さを有する銅管であり、外側から水冷されている。溶射ノズル５のラバル型ノズル３側には溶射材料を供給する溶射材料供給部４が配置されている。溶射材料にはＮｉ基、Ｎｉ−Ｃｒ基又はＣｏ基の合金に、耐摩耗性など必要とする特性に合わせた材料を加えた材料が用いられる。
【０００７】
溶射を行う場合には、まず燃焼室尾栓１に設置された灯油又はケロシン供給孔７および酸素供給孔８から供給された燃料および酸素を燃焼室２内で燃焼させる。この際の燃焼室２内の燃焼ガスは、圧力が約０．７ＭＰａ、燃焼温度が３０００℃程度となる。そして、燃焼ガスはラバル型ノズルに送り込まれ、ラバル型ノズル３を通過する際に音速から超音速（マッハ２．５程度）に加速され、溶射ノズル５に供給される。そして、ラバル型ノズル３と溶射ノズル５の連結部分において、加速された燃焼ガスに対して溶射材料供給部４から溶射材料が吹き込まれる。溶射材料は燃焼ガスによって加速されると共に加熱される。燃焼ガスと溶射材料とは、溶射ノズル５を通過することで整流され、集束性が高められて溶射ノズル５の先端から噴射される。これにより、溶射材料を非常に高速で噴射して、被溶射材に溶射することができる。
【０００８】
このような溶射機によれば、溶射材料を高速で溶射することができるため、被溶射材との密着性に優れた緻密な溶射皮膜を形成することが可能である。
【特許文献１】米国特許５，２７１，９６５号
【特許文献２】特開２００３−１２９２１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記のような、高速ガス溶射機を用いて溶射を行う場合には、溶射材料として、通常、粒径が３０μｍから４０μｍの粒子状の溶射材料を用いている。
【００１０】
しかし、この程度の粒径を有する溶射材料を用いて被溶射材に溶射皮膜を形成すると、その溶射皮膜の中に、面積比で１％から３％の気孔が生じてしまうという問題がある。溶射皮膜中に気孔が存在すると溶射皮膜の緻密性が低くなり、気孔が存在しない場合に比べて耐摩耗性、皮膜強度、被溶射材との密着性などが低下する。さらに、皮膜の内部にまで貫通するような気孔が形成されてしまった場合には、耐食性が低下することにもつながる。
【００１１】
そこで、上記従来の粒径より小さい粒径を有する溶射材料を使用して溶射を行うことにより、被溶射材に形成された溶射皮膜中における溶射材料の占める割合を高め、気孔を減少させることについて検討が行われている。そして、図２には、燃料として灯油を１５．９リットル／ｈ、酸素を４８ｍ３／ｈの流量で供給して燃焼し、溶射材料としてＷＣ−Ｃｏ粒子を供給した場合に、溶射ノズルの先端から燃焼ガス流れの下流方向の３００ｍｍの位置において粒子の速度を測定した結果のグラフを示す。この図２に示す、溶射粒子の粒径と粒子の速度との関係からわかるように、粒径を小さくすることによって、粒子の速度が上昇するという効果も得られる。粒子速度がより高速であれば、粒子が被溶射材に衝突する際により扁平に変形して、より緻密な膜が得られる。したがって、従来の粒径より小さい粒径の溶射材料を溶射することができれば、より緻密な膜が得られると考えられる。
【００１２】
しかし、従来の高速ガス溶射機においては、溶射ノズル５内に吹き込まれて溶融した溶射材料が水冷された溶射ノズル５の内壁に接触し、付着、酸化する現象が生じる問題がある。溶射材料が内面に付着すると、溶射ノズル５内面に粗さが生じさらに溶射材料の酸化物の堆積を起こすなど、燃焼ガスの流れの乱れや溶射ノズル５の閉塞の原因となる。図３には、内面に酸化した溶射材料が付着した状態の溶射ノズル５の断面図を示す。
【００１３】
また、堆積した酸化溶射材料は、溶射ノズル５内面から剥がれ落ちて燃焼ガスによって噴射されるスピッティングという現象の原因ともなる。スピッティングが起こって剥がれ落ちた酸化溶射材料は燃焼ガスによって被溶射材に吹き付けられることになるが、被溶射材から欠落してピンホ−ルになったり欠落しない場合には突起物となって品質が低下し製品とならないため溶射皮膜を再研磨し、再溶射せざるを得なくなる。
【００１４】
そして、従来の粒径より小さな粒径を有する溶射材料を用いて溶射を行うと、溶射装置内部への付着やスピッティングはさらに顕著になってしまう。これは、溶射粒子が小さいと比表面積が大きくなり、粒子が過度に加熱されて粒径が大きい場合より溶融しやすくなるためである。これは、図２に示した粒径と粒子速度との関係を測定した場合と同様の条件において、溶射粒子の粒径と粒子温度の関係を測定した結果を表す図４からも明らかである。図４に示すように、溶射粒子の粒径が小さいと燃焼ガスの熱により粒子の温度が非常に高温となる。その結果、溶射粒子の温度が溶射に適した温度を超えてしまい、粒子が溶融してしまう。そして、溶射粒子が溶融することにより、溶射装置内部への付着が起こりやすくなってしまう。
【００１５】
このように、図１に示すような従来の溶射装置をそのまま用いて、粒径の小さい溶射材料を長時間安定して溶射することは非常に困難であった。
【００１６】
そのため、上記のような通常の粒子径の溶射材料を使用した場合のみならず、緻密な溶射皮膜を形成するために粒子径の小さい微粉の溶射材料を使用した場合にも、スピッティングの発生が起こりにくい高速ガス溶射機が求められていた。
【００１７】
この課題に対して、特許文献２（特開２００３−１２９２１２号公報）には、溶射材料を供給するノズルを溶射装置の溶射方向前方側に配置した溶射機が記載されている。当該溶射機の構造を図５に示す。この溶射機によれば、溶射材料供給ノズルが溶射装置の溶射方向前方側に配置されているため、スピッティングが生じにくいという効果が得られるとしている。
【００１８】
また、この溶射機は、燃焼ガスが流通する空孔の途中に段差を設け、その端面に燃焼ガスを包囲するような筒状の気流を噴出する噴出口を有している。これにより、燃焼ガスを筒状の気流で包囲しながら噴射することができる。そして、溶射材料供給ノズルは、その先端が溶射機の空孔の（第２の空孔の下流側）内面に突出して、上記筒状の気流の内側に溶射材料を供給する構成としている。これによって、溶射材料は筒状の気流の内側において軟化、溶融されて溶射機の外部に吐出されるため、溶融した溶射材料が溶射機の内部に付着することや、それによるスピッティングが起こりにくいとの効果が得られるとしている。
【００１９】
しかし、このような溶射機の構造の場合には、溶射材料を供給するノズルの先端が噴射孔内面に突き出しているため、上記筒状の圧縮空気はこのノズルの先端を突っ切ることになり、気流が乱れてしまう。また、燃焼ガスもこの気流の乱れの影響を受け、気流の乱れが生じてしまう。筒状ガスの気流の乱れが発生すると、溶射粒子が燃焼ガス内に円滑に進入することが妨げられてしまう。燃焼ガス内に入りきらない溶射粒子は、溶射方向前方に進行せずに周囲に飛散して、溶射機の噴射孔先端部を損傷したり溶射皮膜に混入して皮膜の品質を低下させたりする原因となる。
【００２０】
また、ノズルの先端が空孔の内面に突出する構造となっているため、溶射材料を供給するノズルが燃焼ガスの熱により溶融しないように、ノズルの先端を燃焼ガスから離す必要がある。ノズルの先端が燃焼ガスから離れていると溶射材料が燃焼ガス中に引き込まれず、高速の燃焼ガスに弾き飛ばされてしまう場合がある。そして、溶射材料が１０μｍより小さい粒径の微粉の場合には、運動エネルギーが小さいため燃焼ガスの表面で弾き飛ばされる割合が高くなり、被溶射材の品質の低下や、溶射機自身の損傷、歩留の低下などの原因となる。
【００２１】
このような課題から、本願発明は粒径の小さい微粉の溶射材料を使用した場合であっても、溶射材料の溶射装置内部への付着やスピッティングが起こりにくく、溶射材料を円滑に燃焼ガス内に導入することができるような構造を有する高速ガス溶射機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
また、本発明の高速ガス溶射装置は、燃焼ガスを溶射方向に噴射する溶射ノズルと、溶射ノズル内を流れる燃焼ガスに対して平均粒径１０μｍ以下の溶射材料を供給する溶射材料供給部とを有し、燃焼ガスによって溶射材料を被溶射材に溶射する溶射装置であって、溶射材料供給部による溶射材料の供給位置を、溶射ノズルの先端の噴射口との間隔が３０ｍｍ以内の位置に設定したことを特徴とする。
【００２４】
また、本発明の噴射口部材は、溶射ノズルから溶射方向に噴射される燃焼ガスによって平均粒径１０μｍ以下の溶射材料を被溶射材に溶射する高速ガス溶射装置の、溶射ノズルの先端に取り付けられる噴射口部材であって、溶射ノズルの内径と同等以上の内径を有し、溶射ノズルと連通して前記溶射ノズルから供給される燃焼ガスを溶射方向に噴射する噴射口と、噴射口内を流れる燃焼ガスに対して溶射材料を供給する溶射材料供給部とを有し、溶射材料供給部から供給された溶射材料が燃焼ガスの熱によって溶融する前に噴射口から排出されるように、溶射材料供給部による溶射材料の供給位置を設定したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の溶射装置によれば、溶射材料供給部から燃焼ガスに対して供給された溶射材料が、燃焼ガスの熱により溶融する前に、溶射装置の噴射口から排出されるような位置に溶射材料供給部の供給位置が設定されているため、溶射装置の内部に溶射材料が付着したりスピッティングが起こったりすることを防ぐことができる。
【００２６】
また、本発明の溶射装置によれば、溶射材料が粒径の小さい粒子であっても溶射装置内部への付着やスピッティングを防ぐことが可能であるため、被溶射材に対して溶射材料が緻密に堆積した皮膜を形成することができ、より耐摩耗性、耐食性等に優れた溶射皮膜が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下、図面に示す本実施形態に基づいて、本願発明に係る溶射装置を説明する。本実施形態の溶射装置は、耐摩耗性、耐食性などが要求されるロールなどの被溶射材に向けて、溶射材料を高速で溶射する溶射装置であって、粒径の小さい溶射材料でも安定して溶射することを可能とするものである。
【００２８】
（実施例１）
図６は、本実施形態の実施例１の高速ガス溶射装置１００の断面図である。高速ガス溶射装置１００は大別すると、燃焼室１０１とその溶射方向前方に配置される溶射ノズル１０３から構成される。
【００２９】
燃焼室１０１は、溶射方向に長手方向を有して筒状に形成され、燃焼室１０１の後端は燃料供給部１０６と酸素ガス供給部１０７を有する燃焼室尾栓１０５により密閉される。この燃料供給部１０６からは燃料が、酸素ガス供給部１０７からは酸素ガスが、溶射ノズル１０３の方向（以下、「溶射方向」とする。）に向けて高速で供給される。燃料としては、灯油などを用いる。燃料（灯油）の流量は１５．５リットル／ｈ〜２６．５リットル／ｈ程度が好ましく、酸素の流量は４８ｍ３／ｈ〜５３ｍ３／ｈ程度が好ましい。燃焼室１０１の溶射ノズル１０３との連結部分にはラバル型ノズル１０２が形成されている。ラバル型ノズル１０２は燃焼室１０１の径から小さく絞り込まれた後、径が徐々に大きくなる形状のノズルである。ラバル型ノズル１０２に対して高圧で流体を供給すると、通過する流体の速度を大幅に加速することが可能であり、供給する流体の温度、圧力によっては超音速にまで速度を上昇させることができる。
【００３０】
燃焼室１０１及びラバル型ノズル１０２の溶射方向前方に配置される溶射ノズル１０３は、燃焼室１０１のラバル型ノズル１０２の先端と同じ径であり、長手方向に渡ってその径が一定の中空の銅管である。長さは１０ｃｍから２０ｃｍ程度のものが好ましい。この溶射ノズル１０３は燃焼室１０１から供給される高速の燃焼ガスを整流し、集束性を高める。そのため、上記の長さより短いと整流効果や集束効果が少なく、また、上記の範囲より長すぎると、燃焼ガスの速度が低下してしまう。
【００３１】
この溶射ノズル１０３の先端は、溶射装置１００の先端部分において外部に開口しており、溶射装置１００から燃焼ガスとともに溶射材料が噴射される噴射口１０３ａを形成する。
【００３２】
以上の燃焼室１０１、ラバル型ノズル１０２および溶射ノズル１０３の基本的な構成は、図１に示したような従来の高速ガス溶射装置と同様の構成である。
【００３３】
次に、本実施例の溶射装置１００の特徴的な部分である、溶射材料供給部１０４について説明する。溶射材料供給部１０４は、溶射ノズル１０３の溶射方向先端側に配置されている。この溶射材料供給部１０４は、従来の溶射装置における通常の溶射材料を供給するために用いられるノズルと同様の構造であるが、溶射材料の供給位置である先端部１０４ａが溶射ノズル１０３の内面に突出しないように開口している。また、溶射材料供給部１０４は不図示の溶射材料供給装置に接続されており、溶射材料供給装置から供給される溶射材料は、溶射材料供給部１０４の先端部１０４ａから、溶射方向に高速で移動する燃焼ガスに対して供給される。またこのとき、溶射材料は不図示の溶射材料供給装置から窒素ガス等のキャリアガスによって溶射材料供給部１０４に運ばれ、キャリアガスとともに燃焼ガスに対して吹き込まれることによって供給される。
【００３４】
溶射材料供給部１０４による溶射材料の供給位置について説明する。溶射材料供給部１０４による、燃焼ガスに対する溶射材料の供給位置である先端部１０４ａは、溶射装置１００内部において溶射材料供給部１０４から燃焼ガスに対して供給された溶射材料が、燃焼ガスにより溶融してしまう前に溶射装置１００の噴射口１０３ａから外部に排出されるように、溶射材料を供給できる位置に設定されている。
【００３５】
図１に示した従来の溶射装置のように、溶射ノズル５とラバル型ノズル３の間に溶射材料供給部４が配置されていると、溶射材料が溶射ノズル５内部を通過していく間に溶射材料の粒子が溶融して、水冷された溶射ノズル５内面に付着しやすかった。
【００３６】
一方、本実施例の溶射装置１００においては、上記のように、溶射材料の供給位置である先端部１０４ａが、燃焼ガスに対して溶射材料が供給されてから溶融する前に噴射口１０３ａから溶射装置１００の外部に噴射されるような、従来に比べて燃焼ガス流れの下流側の位置に設定されている。そのため、溶射材料の粒子が溶射ノズル１０３の内部において付着しやすい状態となる前に溶射装置１００外に排出されることとなり、溶射ノズル１０３の内面などへの溶射材料の付着が起こりににくくすることができる。付着が起こりにくくなることにより、スピッティングの発生も効果的に防ぐことができる。
【００３７】
上記のような条件を満たす溶射材料供給部１０４による溶射材料の供給位置として、溶射材料の溶融温度をＴ１、溶射材料の粒子の噴射口１０３ａにおける温度をＴ２とすると、
Ｔ１＞Ｔ２  （１）
なる条件を満たして溶射材料を供給することができる位置に、溶射材料供給部１０４の供給位置（先端部１０４ａ）を設定することが好ましい。このような位置に先端部１０４ａを配置すれば、溶射材料は付着しやすい溶融状態となる前に溶射装置１００から排出され、溶射材料の装置内部への付着やスピッティングを防ぐことができる。
【００３８】
また、本実施形態においては、溶射材料供給部１０４による溶射材料の供給位置である先端部１０４ａを、溶射装置１００の先端に位置する噴射口１０３ａとの間隔が３０ｍｍ以内の位置に配置している。この位置であれば、上記の条件を満たすことができ、溶射材料が溶射材料供給部１０４から燃焼ガス中に供給されても溶射ノズル１０３内面などへ溶射材料が付着することなく装置外に噴射され、スピッティングを防止することができる。３０ｍｍより燃焼ガス流れの上流側に配置した場合には、溶射材料の溶射ノズル１０３内への付着やスピッティングが発生する。なお、溶射ノズル１０３内への付着やスピッティングの発生は目視により確認した。
【００３９】
また、当該範囲の位置に溶射材料供給部１０４の溶射材料供給位置を設定すると、従来に比べて溶射材料が溶射ノズル１０３内部を通過する距離が非常に短いので、溶射材料が溶射ノズル内面に衝突して摩耗することを防ぐことができるという効果も得られる。図１に示したような従来の溶射装置の場合には、溶射ノズル５の燃焼室２側の端から終端まで溶射材料が通過するため、溶射ノズル５内面が摩耗してしまい、溶射ノズルの寿命が非常に短かった。しかし、本実施例のように溶射材料の供給位置（１０４ａ）が噴射口１０３ａの付近に配置されていれば、溶射ノズル１０３内を通過する距離は短くなるので、溶射ノズル１０３内面の摩耗を防ぐことができる。
【００４０】
なお、図６に示す溶射装置１００には、溶射材料供給部１０４が溶射ノズル１０３の先端側の上下二箇所に設けられているが、一か所でも構わないし、複数箇所設けてもよい。
【００４１】
溶射材料供給部１０４から供給する溶射材料としては、Ｎｉ基、Ｎｉ−Ｃｒ基、Ｃｏ基などの合金と要求される耐性に合わせた機能を有する材料とを混合したものを用いることができる。また、その溶射材料の平均粒子径は、レーザー回析散乱式測定法により算出されるメジアン径とも呼ばれるＤ５０％４０μｍ〜０．５μｍの大きさのものを用いることができる。通常の高速ガス溶射装置では、一般に微粉と呼ばれる平均粒子径が１０μｍより小さい径の粒子の溶射材料を用いると、粒子の温度が上昇しすぎて溶融してしまうため、溶射機内部に容易に付着して、スピッティングや溶射ノズルの閉塞を起こしやすかった。しかし、本実施例の高速ガス溶射装置１００によれば、溶射ノズル１０３内部への付着が起こりにくくスピッティングを効果的に防ぐことができるため、従来の高速ガス溶射装置では使用することが難しかった、平均粒径１０μｍ以下の粒径の粒子を含む微粉溶射材料であっても安定して溶射することができる。
【００４２】
また、本実施例の溶射材料供給部１０４は、先端部１０４ａが溶射ノズル１０３の内面に突出せずに配置されており、溶射ノズル１０３内を流れる燃焼ガス内に突出していない。溶射材料供給部１０４の先端が燃焼ガス内に突出している場合には燃焼ガスの気流が乱れて、供給された溶射材料が燃焼ガスに弾き飛ばされる場合がある。そのため、本実施例のように溶射材料供給部１０４の先端部１０４ａが溶射ノズル１０３の内面に突出しないように配置するのが好ましい。さらに、溶射材料供給部１０４の先端部１０４ａが高温の燃焼ガス中に突出していないため、溶射材料供給部１０４が溶損することも防ぐことができる。
【００４３】
その他の構成としては、燃焼室１０１や溶射ノズル１０３の周囲には、溶射装置１００を冷却する冷却水を循環するための冷却管１０８が配置されている。冷却水は、冷却管供給孔１０８ａから導入され、冷却管排出口１０８ｂから排出される。溶射装置１００は溶射時には非常に高温になるため、このような冷却構造を有するのが好ましい。
【００４４】
次に、本実施形態の溶射装置１００の動作を説明する。
【００４５】
上記のように、本実施形態の高速ガス溶射装置１００は、その後端に配置される燃料供給部１０６および酸素ガス供給部１０７から高速で供給される燃料および酸素に点火して得られる高速の燃焼ガスを溶射ノズル１０３のから噴射し、その燃焼ガスに対して溶射材料を供給することで、溶射材料を高速で被溶射材に衝突させる。
【００４６】
まず、灯油などの燃料と酸素を燃焼室１０１後方の燃料供給部１０６と酸素ガス供給部１０７から、それぞれ、燃料（灯油）を流量１５．５リットル／ｈ〜２６．５リットル／ｈ程度で、酸素を流量４８ｍ３／ｈ〜５３ｍ３／ｈ程度で供給する。その状態で燃料に点火して燃焼させ、燃焼ガスを燃焼室１０１から溶射ノズル１０３先端の噴射口１０３ａに向けて高速で噴射する。その際に、燃焼ガスはラバル型ノズル１０２を通過することにより、燃料供給部１０６及び酸素ガス供給部１０７から供給される速度からさらに高速に加速され、超音速に達する。加速された燃焼ガスは、溶射ノズル１０３を通過する際に整流され、集束性が高められる。
【００４７】
そして、その燃焼ガスに対して、溶射ノズル１０３の先端側に配置された溶射材料供給部１０４から溶射材料が供給される。上記のように、溶射材料供給部１０４からの溶射材料の供給位置（１０４ａ）は、溶射材料が燃焼ガスに供給されて溶射材料の粒子が溶融する前に噴射口１０３ａから排出される位置に設定される。そのため、燃焼ガスに供給された溶射材料は、溶融してしまう前に溶射装置１００外へ噴射され、溶射ノズル１０３などに付着することがない。溶射装置１００内部に付着せずに噴射された溶射材料は、被溶射材に到達するまでの間に、それぞれの溶射材料の溶射に適した温度に達し、被溶射材に衝突して溶射皮膜が形成される。ここで、従来のような１０μｍ〜３０μｍ程度の粒径の溶射材料の場合には、微粉の溶射材料に比べて温度が上昇しにくい。したがって、燃焼ガスに導入されてから被溶射材に衝突するまでの距離が短すぎると、溶射に適した温度に上昇する前に被溶射材に到達してしまう。そうすると、溶射被膜の質の低下を招くことになる。しかし、本実施例の溶射装置のように、粒径の小さい（平均粒径１０μｍ以下）溶射材料を使用する場合には、図４に示したグラフからもわかるように、温度が上昇しやすい。そのため、燃焼ガスに導入されるのが溶射ノズル１０３の先端部分であっても、溶射に適した温度に達して溶射される。
【００４８】
また、本実施例の溶射材料供給部１０４は超音速で流れている燃焼ガスに対して直接溶射材料を供給しているため、動圧による負圧化により溶射材料が燃焼ガスに速やかに引き込まれていく。そのため、溶射材料が燃焼ガスに弾き飛ばされて溶射機を損傷することがない。また、歩留も向上することができる。
【００４９】
（実施例２）
図７は、本実施形態の実施例２の高速ガス溶射装置２００の断面図である。本実施例２は、溶射材料供給部２０４が傾斜している点で実施例１の溶射装置１００と異なる。それ以外の構成は実施例１の高速ガス溶射装置１００と同じであるので、説明が重複する部分は省略する。また、実施例１の溶射装置１００と同じ部材には同じ番号を付す。
【００５０】
図６に示す実施例１の溶射材料供給部１０４は、溶射方向に直交する方向に向けて溶射材料を供給するように形成されているが、本実施例の溶射材料供給部２０４は、溶射方向に直交する方向に対して、溶射ノズル１０３側に傾斜して形成されている。すなわち、溶射方向に直行する方向よりも、溶射方向下流側に傾いた向きに溶射材料が供給されるように、溶射材料供給部１０４が傾斜して配置されている。これによって、溶射材料供給部２０４が溶射方向に直行して配置されている場合に比べて、溶射材料が燃焼ガスの進行方向に向けて供給されることになるので、溶射材料を燃焼ガス中に引き込みやすくすることができる。
【００５１】
また、溶射材料供給部２０４の傾斜角は、溶射材料の供給方向の延長線上が、噴射口１０３ａよりも溶射装置２００の外側となるような角度で配置してもよい。このように溶射材料供給部２０４を配置することによって、溶射材料が燃焼ガスを突っ切って進行してしまっても、溶射材料の供給方向の延長線上が溶射装置２００の外側であるため、溶射材料が溶射ノズル２０３の内面等の溶射装置内部に衝突したり付着したりすることを防ぐことができる。
【００５２】
本実施例の溶射材料供給部２０４は、実施例１の場合と同様に、溶射装置２００内部において溶射材料供給部２０４の先端部２０４ａから燃焼ガスに対して供給された溶射材料が、燃焼ガスにより溶融してしまう前に溶射装置２００の噴射口１０３ａから外に排出されるように、溶射材料を供給することができる位置に配置する。
【００５３】
さらに、溶射材料の溶融温度をＴ１、溶射材料の粒子の噴射口１０３ａにおける温度をＴ２とすると、
Ｔ１＞Ｔ２  （１）
なる条件を満たして溶射材料を供給することができる位置に溶射材料供給部２０４の先端部２０４ａを配置することが好ましい。
【００５４】
なお、本実施例においては、実施例１と同様に、溶射材料供給部２０４の先端部２０４ａを、溶射装置２００の先端に位置する噴射口１０３ａとの間隔が３０ｍｍ以内の位置に配置している。
【００５５】
なお、溶射材料供給部２０４は、溶射材料が上述のように溶射方向側に傾斜した方向に供給されれば、どのように形成してもよい。すなわち、溶射材料供給部２０４の先端部２０４ａ（供給位置）が、その溶射材料供給方向上流側の部分よりも溶射方向前方側に配置されることにより、傾斜部分を形成し、当該傾斜部分を通過することにより溶射材料が燃焼ガスに対して斜めに供給することができればよい。図６に示す本実施例の溶射装置２００においては、溶射材料供給部２０４全体が傾斜して配置されているが、例えば、溶射材料供給部２０４の先端側のみを傾斜させた形状としてもよい。つまり、溶射材料の供給方向が燃焼ガスの流れ方向の成分を有するように、溶射材料を供給することができるような形状であればよい。
【００５６】
（実施例３）
図８は、実施例３の高速ガス溶射装置３００の断面図である。本実施例３の溶射装置３００は、溶射装置の先端部から、噴射口１０３ａから噴射される溶射材料を含む燃焼ガスを包囲するように筒状の気流の筒状ガス３１１を供給する、筒状ガス供給部３１０を有している点がこれまでの実施例と異なる。この筒状ガス供給部３１０から不活性ガスを供給して、燃焼ガスを包囲する筒状ガス３１１を形成することにより、筒状ガス３１１の気流の内部を不活性ガス雰囲気化にして、燃焼ガスの流れが大気中の酸素を巻き込むことを防ぎ、溶射材料の酸化を抑制することができる。溶射材料供給部１０４の先端部１０４ａの配置位置の条件およびその他の構成は、実施例１の溶射装置１００と同様である。
【００５７】
以下、溶射装置３００を具体的に説明する。なお、すでに説明した構成と同じ点については、説明を省略する。
【００５８】
筒状ガス供給部３１０は、不図示のガス供給装置から供給された不活性ガスを、噴射口１０３ａを包囲するように形成されたスリット状の筒状ガス供給孔３１０ａから噴射するものである。噴射口１０３ａを包囲するように筒状ガス供給孔３１０ａが形成されているので、筒状ガス供給孔３１０ａから不活性ガスを噴射すると、噴射口１０３ａから噴射される燃焼ガスを包囲するような不活性ガスの筒状（トンネル状）の気流（筒状ガス３１１）を形成することができる。
【００５９】
このようにして、溶射材料を含む燃焼ガスを筒状ガス３１１で包囲しながら溶射を行うことにより、燃焼ガス中の溶射材料の表面が酸化することを防ぐことができる。筒状ガス３１１がない場合には、溶射材料を含む燃焼ガスが噴射口１０３ａから噴射された後、被溶射材に衝突して溶射材料が衝突するまでの間、燃焼ガスは空気に接触して高速で流れていく。そのため、燃焼ガスは周囲の空気を巻き込んでいき、その空気中の酸素によって溶射材料の粒子の表面が酸化してしまう。酸化被膜を形成した粒子は、粒子間の結合力が低下し、被溶射材との付着力が低下する。
【００６０】
しかし、本実施例の溶射装置３００を用いて、燃焼ガスを不活性ガスの筒状ガス３１１で包囲しながら溶射すれば、不活性ガス雰囲気化を燃焼ガスが流れることになり、燃焼ガスが巻き込む空気を少なくすることができる。その結果として、燃焼ガス中の酸素分圧が低くなり、燃焼ガス中の溶射材料が酸化することを防ぐことができる。
【００６１】
この筒状ガス供給孔３１０ａは、燃焼ガスを包囲することができるような形状であればよいが、噴射口１０３ａは通常円形であり、燃焼ガスも円柱状に噴射されるため、円形であるのが好ましい。
【００６２】
また、筒状ガス供給部３１０から供給する筒状ガス３１１の不活性ガスとしては、窒素ガス、アルゴンガス、ヘリウムガス等が挙げられる。そのほか、空気を供給して筒状ガスを形成してもよく、空気の場合でも筒状ガス内の減圧により溶射材料の酸化をある程度防ぐことが可能である。
【００６３】
筒状ガス３１１の流量は１リットル／ｓｅｃ以上であるのが好ましい。
【００６４】
また、筒状ガス供給孔３１０ａから噴射される筒状ガス３１１の集束性を高めるために、筒状ガス供給孔３１０ａの外周面を噴射方向前方に延長させるようにしてもよい。図９には筒状ガス供給孔３１０ａの外側部分が噴射方向前方に延長した延長部３１０ｅを有する溶射装置３００を示す。
【００６５】
このように、筒状ガス供給孔３１０ａの外周面が内周面よりも噴射方向前方に延びていることにより、その延長した外周面の部分に沿って筒状ガス３１１が流れる。そうすると、延長部３１０ｅがない場合よりも筒状ガス３１１が外側に膨らんでいくことを抑えることができるため、より円筒に近い筒状ガス３１１を形成することができる。そして、筒状ガス３１１の広がりを抑えることで、溶射材料の酸化を防ぐ効果を向上することができる。また、燃焼ガスを整流する効果も得られ、全体として溶射被膜の質を向上することができる。
【００６６】
なお、延長部３１０ｅの延長する長さは、適宜設定することができるが、１０ｍｍ以上であるのが好ましい。また、図９に示した延長部３１０ｅは、筒状ガス供給孔３１０ａの外周面を含む溶射装置３００の先端部分全体を噴射方向前方に延長した形状であるが、これに限られるものではなく、外周面のみが延長されるように筒状の延長部を取り付けるようにしてもよい。
【００６７】
また、本実施例３において示した図８および図９において、溶射材料供給部１０４は実施例１のように溶射方向に直交する方向に形成したものを示したが、本実施例３においても実施例２に示したように、溶射材料供給部を傾斜して配置することもできる。溶射材料供給部を傾斜させて配置し、溶射方向に向けて溶射材料を供給すれば、燃焼ガスの気流の乱れをより少なくすることが可能である。
【００６８】
（実施例４）
図１０は、実施例４の高速ガス溶射装置４００の断面図である。本実施例の溶射装置４００は、溶射ノズル１０３の先端に燃焼ガスが噴射される噴射口部材としての噴射部４２０ｂを備えている点が、前述の実施例とは異なる。そして、溶射材料供給部４０４はこの噴射部４２０ｂに配置されており、噴射部４２０ｂを除いた溶射装置本体４２０ａ部分は従来の高速ガス溶射装置と同じ構成である。溶射材料供給部４０４の溶射材料供給位置である先端部４０４ａは噴射部４２０ｂの燃焼ガスが噴射される噴射口４０３ａから前述した実施例と同じ条件を満たす位置に配置される。これによって、実施例１の溶射装置１００と同様に、溶射装置内部への溶射材料の付着やスピッティングを防ぐことができる。
【００６９】
したがって、本実施例の溶射装置４００は、従来の高速ガス溶射装置に噴射部４２０ｂを取り付けることで構成することができるため、従来の溶射装置をそのまま利用して粒径の小さい微粉溶射材料であってもスピッティングが起こりにくい溶射装置４００が得られる。
【００７０】
以下、具体的に本実施例の溶射装置４００の構成を説明する。なお、重複する部分については、説明を省略する。
【００７１】
本実施例の溶射装置４００は、上述のように溶射装置本体４２０ａとその溶射ノズル１０３の溶射方向先端に取り付けられた噴射口部材としての噴射部４２０ｂから構成される。溶射装置本体４２０ａは図１に示すような従来の溶射装置と同様の構成であり、前述の実施例１〜３の溶射装置とは異なり、溶射ノズル１０３の溶射方向先端に溶射材料供給部は配置されていない。
【００７２】
溶射装置本体４２０ａの溶射ノズル１０３は溶射ノズル１０３の内径以上の内径を有する噴射口４０３ａを有する噴射部４２０ｂと連結されている。噴射口４０３ａは溶射ノズル１０３との連結部分から溶射方向の先端の開口部４０３ｂまで一定の径を有する。また、その内径は、溶射ノズル１０３の内径と同径かそれ以上の径である。溶射ノズル１０３の内径よりも小さい内径とすると、溶射ノズル１０３と噴射口４０３ａとの連結部分に段差ができてしまい、燃焼ガスの気流が乱れるため好ましくない。
【００７３】
溶射装置４００の溶射材料供給部４０４は噴射口４０３ａの溶射方向先端の開口部４０３ｂ側に配置されている。この溶射材料供給部４０４はその先端部４０４ａが噴射口４０３ａの内面に突出しないように開口している。また、溶射材料供給部４０４は不図示の溶射材料供給装置に接続され、溶射材料は当該装置から溶射材料供給部４０４へキャリアガスにより供給される。
【００７４】
この溶射材料供給部４０４の先端部４０４ａ（溶射材料の供給位置）は、溶射材料供給部４０４から燃焼ガスに供給された溶射材料が、燃焼ガスにより溶融してしまう前に溶射装置４００の噴射口４０３ａの開口部４０３ｂから排出されるように、溶射材料を供給することができる位置に配置されている。すなわち、溶射材料供給部４０４から供給された溶射材料が、噴射口４０３ａ内部で燃焼ガスにより加熱され、溶射材料の溶融温度に達して溶融する前に、開口部４０３ｂから溶射装置４００の外へ噴射されるような位置に溶射材料供給部４０４の先端部４０４ａを配置する。
【００７５】
このような位置に溶射材料供給部４０４の先端部４０４ａを配置することにより、溶射粒子が溶融して溶射装置内部に付着しやすい状態となる前に溶射材料を溶射装置４００の外部に排出することができる。これにより、溶射材料が溶射装置本体４２０ａや噴射部４２０ｂの内部に付着することを低減し、スピッティングも防止できる。
【００７６】
また、上記のような条件を満たす溶射材料供給部４０４の先端部４０４ａの位置は、前述した実施例の場合と同様に溶射材料の温度条件から定義することができる。すなわち、溶射材料の溶融温度をＴ１、溶射材料の粒子の噴射口４０３ａの開口部４０３ｂにおける温度をＴ３とすると、
Ｔ１＞Ｔ３  （２）
なる条件を満たして溶射材料を供給することができる位置に、先端部４０４ａを配置することが好ましい。このような位置に先端部４０４ａを配置すれば、溶射材料は付着しやすい溶融状態となる前に溶射装置４００から排出され、溶射材料の装置内部への付着やスピッティングを防ぐことができる。
【００７７】
なお、本実施例においては、溶射材料供給部４０４の溶射材料の供給位置である先端部４０４ａを、噴射部４２０ｂの先端からの間隔が３０ｍｍ以内の位置に配置している。この位置であれば、上記の条件を満たすことができ、溶射材料が溶射材料供給部４０４から燃焼ガス中に供給されても噴射口４０３ａの内面などへ溶射材料が付着することなく溶射装置４００の外に噴射され、スピッティングを防止することができる。
【００７８】
また、当該範囲の位置に溶射材料供給部４０４を配置すると、溶射材料が溶射ノズル１０３内部を通過しないので、溶射材料による溶射ノズル１０３内面の摩耗がない。また、噴射口４０３ａの内部を通過する距離が短いので、溶射材料が噴射口４０３ａ内面に衝突して摩耗することを防ぐことができる。
【００７９】
なお、図１０に示す溶射装置４００には、溶射材料供給部４０４が噴射部４２０ｂの先端側の上下二箇所に設けられているが、一か所でも構わないし、複数箇所設けてもよい。
【００８０】
また、実施例２に示したように、この溶射材料供給部４０４を傾斜させて配置することもでき、溶射材料の供給方向を溶射方向に傾斜させて供給すれば、実施例２の場合と同様に燃焼ガスの気流の乱れをより少なくすることが可能である。
【００８１】
本実施例の溶射材料供給部４０４は、先端部４０４ａが噴射部４２０ｂの噴射口４０３ａの内面に突出せずに配置されており、噴射口４０３ａ内を流れる燃焼ガス内に突出していない。溶射材料供給部４０４の先端部４０４ａが燃焼ガスに対して突出している場合には燃焼ガスの気流が乱れて、供給された溶射材料が燃焼ガスに弾き飛ばされる場合がある。そのため、本実施例のように溶射材料供給部が噴射口４０３ａの内面に突出しないように配置するのが好ましい。さらに、溶射材料供給部４０４の先端部４０４ａが高温の燃焼ガス中に突出していないため、溶射材料供給部４０４が溶損することも防ぐことができる。
【００８２】
また、図１０に示す本実施例の溶射装置４００の噴射部４２０ｂは、実施例３で説明した筒状ガス４１１を噴射する筒状ガス供給部４１０を有している。この筒状ガス供給部４１０および筒状ガス供給孔４１０ａと、この筒状ガス供給孔４１０ａから噴射される不活性ガスにより形成される筒状ガス４１１の作用、効果は実施例３で説明したものと同じである。
【００８３】
すなわち、従来の高速ガス溶射機を利用して粒径の小さい溶射材料を溶射する場合にも、このように筒状ガス供給部４１０を備えた噴射部４２０ｂを取り付けて、筒状ガス４１１を噴射し、筒状ガス内で溶射材料を含む燃焼ガスを噴射することで、燃焼ガス中の溶射材料の酸化を抑制することができる。
【００８４】
筒状ガス供給孔４１０ａは、図９に示したように、筒状ガス供給孔４１０ａの外周面を延長する延長部を設けてもよい。そうすることで、上述のように、筒状ガス４１１の集束性を高め、溶射材料の酸化を防ぐ効果を向上することができる。
【００８５】
なお、筒状ガス４１１を噴射する必要がない場合には、筒状ガス供給部４１０、および筒状ガス供給孔４１０ａを省略してもかまわない。
【００８６】
（実施例５）
図１１は、実施例５の高速ガス溶射装置５００の断面図である。本実施例の溶射装置５００は、ラバル型ノズル１０２と溶射ノズル１０３との連結部分の間に燃焼ガスの温度を制御する不活性ガスを供給する温度調整ガス供給部５１２を備えている。
【００８７】
本実施形態の高速ガス溶射装置は、溶射材料の溶射装置内部への付着やスピッティングの発生を抑えて、平均粒径が１０μｍ以下の微粉溶射材料を用いて溶射することができる。そして、溶射材料の粒径が小さくなると、被溶射材に形成された溶射皮膜中における溶射材料の占める割合（嵩密度）が高まり、気孔を減少させることができるため、緻密な溶射被膜を形成することができる。また、図２に示したように、溶射粒子の燃焼ガス中における速度も上昇するため、被溶射材との密着強度が高い溶射被膜が得られる。
【００８８】
しかし、図４に示したように、溶射材料の粒径が小さくなると、燃焼ガス中での粒子の温度も上昇してしまう。これは、溶射材料が平均粒径１０μｍ以下の粒径の小さい溶射材料であると、平均粒径３０μｍから４０μｍ程度の通常の溶射材料に比べて比表面積が増大することから燃焼ガスによる溶射粒子の加熱量が大きくなり、粒子温度がさらに上昇しやすくなるからである。溶射材料には様々な組成の材料が用いられるが、それぞれの材料によって溶射に最適な温度が異なる。そのため、最適な温度で溶射できるように燃焼ガスの温度を調整する必要があるが、従来の溶射装置においては、燃料と酸素の量を調整することにより燃焼ガスの温度を調整する方法しかなかった。そのため、温度調整が可能な調整範囲が狭く、その調整範囲に溶射の最適温度があるような溶射材料しか溶射できなかった。
【００８９】
そして、溶射材料の粒径が小さい場合には、上記のように粒子温度が上昇しやすくなり、最適温度を超えてしまう場合があるが、従来の温度調整方法によっては上記のように調整範囲が狭く、最適な粒子温度に調整して溶射することが困難であった。
【００９０】
そこで、本実施例５の溶射装置５００は、微粉の溶射材料を用いた場合にも溶射に最適な温度に調整するために不活性ガスを供給する温度調整ガス供給部５１２を備えている。この温度調整ガス供給部５１２から燃焼ガス中に不活性ガスを供給することによって、燃焼ガスの温度を下げることができる。燃焼ガスの温度を下げることにより、燃焼ガス中の溶射粒子の温度も低下する。そして、不活性ガスを供給する流量を変えることにより、溶射粒子の温度を制御することが可能である。表１には、温度調整ガス供給部５１２から供給する窒素ガスの流量を変えた場合の溶射ノズルの先端から燃焼ガス流れの下流側の２００ｍｍの位置における溶射粒子の温度を測定した結果を示す。測定条件は、溶射材料として平均粒径５μｍのＭｏ微粒子を使用し、灯油の流量を２０．８リットル／ｈ、酸素の流量を５１ｍ３／ｈとして噴射した。
【００９１】
【表１】
0005185641.tif 000002
【００９２】
表１からわかるように、温度調整ガス供給部５１２から吹き込むガスの流量を変えることにより、溶射粒子の温度を調整することができる。これにより、従来の溶射装置では不可能であった、微粉の溶射材料の温度調整も可能となり、微粉の溶射材料でも溶射に適した温度で溶射することが可能となる。
【００９３】
図１１に示す本実施例の溶射装置５００は、図６に示した実施例１の溶射装置１００に温度調整ガス供給部５１２を追加したものであるが、実施例２から４の他の実施例についても同様に、温度調整ガス供給部５１２を追加することができる。
【００９４】
なお、温度調整ガス供給部５１２は、ラバル型ノズル１０２より溶射方向前方側に配置されることが好ましい。ラバル型ノズル１０２より燃焼室１０１側に配置すると、燃焼室１０１における燃焼量が減少し、燃焼ガスの速度が低下してしまうためである。
【００９５】
また、実施例４に示した溶射装置４００の溶射装置本体４２０ａに従来の溶射装置をそのまま使用する場合には、従来の溶射装置に設けられている溶射材料供給用のノズルから温度調整のための不活性ガスを供給することで、温度調整ガス供給部５１２を代用することができる。
【００９６】
このように、本実施形態の溶射装置に温度調整ガス供給部５１２を備えることにより、溶射材料の温度を制御できるようになる。さらに、不活性ガスを供給することで燃焼ガス中の酸素の分圧を下げ、溶射材料が酸化することを防ぐ効果も得られる。
【００９７】
以上の本願発明に係る実施形態に示した高速ガス溶射装置によれば、溶射材料が溶射装置内部に付着してスピッティングを起こすことを防ぐことができる。溶射装置内部への付着やスピッティングが起こりにくいという効果により、溶射材料として従来より小さい粒径の溶射粒子を用いることが可能となり、粒径が大きい溶射材料を用いた場合に比べて皮膜中の気孔が少ないより緻密な溶射皮膜を形成することができる。
【００９８】
さらに、筒状ガス供給孔を設けて溶射材料が吹き込まれた燃焼ガスを取り囲むような筒状のガスを供給すれば、燃焼ガスが周囲の空気を取り込んで溶射材料が酸化することを防ぐことが可能である。溶射材料の酸化を防ぐことにより、被溶射材との密着性の高い皮膜を形成することができる。
【００９９】
なお、本実施形態においては、高速ガス溶射装置について説明したが、プラズマ溶射装置についても、実施例１から５において説明した構成を同様に適用することができる。
【０１００】
すなわち、通常使用されるプラズマ溶射装置の溶射ノズルの先端側に溶射材料供給部を配置し、その溶射材料供給部の供給位置を、溶射材料供給部から供給された溶射材料がプラズマジェットの熱によって溶融する前に溶射装置の先端の噴射口から排出されるように、溶射材料を供給することができる位置に設定する。そのほか、上記各実施例の構成は、高速ガス溶射装置と同様にプラズマ溶射装置にも適用することができる。これにより、プラズマ溶射装置においても高速ガス溶射装置の場合と同様に溶射材料の装置内部への付着やスピッティングを防いで、微粉溶射材料を安定して溶射することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】従来の高速ガス溶射装置の断面図。
【図２】高速ガス溶射装置の溶射材料の粒子速度と粒子径との関係を示す図。
【図３】高速ガス溶射装置の溶射ノズルへの溶射材料の付着を示す概略図。
【図４】高速ガス溶射装置の溶射材料の粒子温度と粒子径との関係を示す図。
【図５】従来の他の高速ガス溶射装置の断面図。
【図６】本実施形態の実施例１の高速ガス溶射装置の断面図。
【図７】本実施形態の実施例２の高速ガス溶射装置の断面図。
【図８】本実施形態の実施例３の高速ガス溶射装置の断面図。
【図９】図８に示す高速ガス溶射装置の、延長部を備えた高速ガス溶射装置の断面図。
【図１０】本実施形態の実施例４の高速ガス溶射装置の断面図。
【図１１】本実施形態の実施例５の高速ガス溶射装置の断面図。
【符号の説明】
【０１０２】
１００,２００,３００,４００,５００  高速ガス溶射装置
１０１  燃焼室
１０２  ラバル型ノズル
１０３  溶射ノズル
１０３ａ  噴射口
１０４,２０４,４０４  溶射材料供給部
１０４ａ，２０４ａ，４０４ａ  先端部（溶射材料供給位置）
１０６  燃料供給部
１０７  酸素供給部
１０８  冷却管
３１０  筒状ガス供給部
３１０ａ  筒状ガス供給孔
３１１  筒状ガス
４２０ａ  溶射装置本体
４２０ｂ  噴射部
５１２  温度調整ガス供給部
【図１】
0005185641.tif 000003
【図２】
0005185641.tif 000004
【図３】
0005185641.tif 000005
【図４】
0005185641.tif 000006
【図５】
0005185641.tif 000007
【図６】
0005185641.tif 000008
【図７】
0005185641.tif 000009
【図８】
0005185641.tif 000010
【図９】
0005185641.tif 000011
【図１０】
0005185641.tif 000012
【図１１】
0005185641.tif 000013